Determinación del potencial ORP en suelos

Descripción:

El potencial ORP también conocido como redox, es una medida que permite clasificar las sustancias como agentes reductores u oxidantes. Es ampliamente utilizado en la potabilización de agua, como indicador de la desinfección. En el tratamiento de aguas residuales, puede ser utilizado para evaluar los efluentes contaminados, por ejemplo, con cromo.

Las reacciones químicas de oxidación y reducción se caracterizan por la transferencia de electrones. Cuando una sustancia se oxida, pierde electrones. Por otra parte, cuando una sustancia se reduce, gana electrones. Estas reacciones son de gran importancia industrial; procesos como la obtención del aluminio, cromado de superficies para evitar la corrosión y la obtención de energía eléctrica en pilas o acumuladores, son algunos ejemplos de reacciones redox.

Cuando un agente oxidante o reductor es diluido en una solución acuosa, este puede interactuar con especies presentes y producir un cambio de potencial (voltaje). La magnitud del potencial se relaciona con la proporción de especies oxidadas y reducidas en la muestra y puede ser de magnitud positiva, indicando potencial oxidativo o negativa indicando potencial reductor.

El suelo es definido como un sistema disperso, constituido por tres fases, sólida, líquida y gaseosa. La fase sólida se compone de sustancias orgánicas e inorgánicas. Las primeras comprenden el humus, restos vegetales y animales en descomposición, susceptibles a oxidación. La fase inorgánica comprende los minerales comúnmente susceptibles a reducirse. Los suelos son afectados por las actividades humanas, como la industrial, agrícola, o municipal que alteran las propiedades físicas y químicas como el pH y la acidez, generando erosión y cambios en la vegetación.

Aplicación:

Diversos estudios indican que la acidez tiene un papel crucial en las reacciones que ocurren en el suelo. El hierro, por ejemplo, puede presentarse en forma ferrosa o férrica de acuerdo con el pH y a mayor acidez se promueve el factor reductor del suelo. De esta manera, el potencial redox permite estimar el equilibrio, donación o recepción de electrones en las muestras y mantiene una estrecha relación con el potencial de contacto entre las raíces, los microorganismos y el suelo. Las muestras de suelos con potenciales positivos elevados tienden a reducirse, aceptando electrones y describen condiciones aeróbicas. Por otra parte, las muestras con potenciales bajos o negativos tienden a oxidarse, cediendo electrones y describen condiciones anaeróbicas.

El potencial ORP, puede ser utilizado, entonces, para determinar el grado de aireación edáfica, como parámetro de vital importancia en el crecimiento de las plantas y la disponibilidad de algunos elementos que pueden existir en distintos grados de oxidación. Los poros que no están ocupados por agua, componen la atmósfera del suelo. La aireación implica la ventilación o intercambio gaseoso entre la atmósfera del suelo y la atmósfera aérea. Los suelos con una buena aireación tienden a presentar un carácter oxidante con valores de potencial ORP entre 300 y 800 mV, en cambio, suelos con baja aireación y con deficiencias de oxígeno presentan potenciales entre 200 y -400 mV.

La prueba estándar ASTM-G200-20, describe el procedimiento para determinar el potencial óxido-reducción (ORP) en muestras de suelos y describe los implementos necesarios para obtener mediciones confiables, teniendo en cuenta que las mediciones pueden ser variables debido a la heterogeneidad del suelo.

Hanna Instruments, provee una amplia variedad de electrodos para el análisis de ORP los cuales cumplen con las características recomendadas en la norma y soluciones que permiten verificar el correcto funcionamiento del sistema (equipo de medición y sensor).

Equipos como la referencia HI6221-01 aceptan la conexión de electrodos de ORP por medio de su conector BNC, además cuenta con pantalla táctil y registro de datos los cuales pueden ser exportados vía USB o por medio de conexión ethernet o wi-fi. Los electrodos de potencial ORP como el HI3131B cuentan con un diseño cónico, pin de platino y unión cerámica que facilitan el contacto de la muestra con el cuerpo del sensor para obtener mediciones estables en menor tiempo.                               

Biografía: 

• FAO. (2009). Guía para la descripción de suelos.
• Garcia Trenado, J. G; Aguilar, J; García Navarro, A y Delgado, M. (1976). Potencial redox en suelos de la zona de cabo de Gata.
• Standard test method for measurement of Oxidation-Reduction Potential (ORP) of soil. ASTM G200-20. (2014).